KR20160140502A - Antenna unit for wireless power transfer and Wireless power transmission module having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선전력 전송용 안테나유닛 및 이를 포함하는 무선전력 송신모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna unit for wireless power transmission and a wireless power transmission module including the same.
최근 출시된 휴대 단말기는 소모된 배터리를 무선 방식으로 충전할 수 있는 무선 충전 기능이 있다. 이러한 무선 충전은 휴대 단말기에 내장되는 무선전력 수신모듈과, 상기 무선전력 수신모듈에 전력을 공급하는 무선전력 송신모듈에 의해 수행된다.Recently, the portable terminal has a wireless charging function which can charge a spent battery wirelessly. Such wireless charging is performed by a wireless power receiving module built in the portable terminal and a wireless power transmitting module supplying power to the wireless power receiving module.
즉, 무선전력 송신모듈로부터 송출되는 무선전력 신호를 통해 전자기 유도 현상에 기초한 유도 결합 방식을 이용하여 무선전력 수신모듈 측에 전력이 전달됨으로써 휴대 단말기에 내장된 배터리의 충전이 이루어진다.That is, the power is transmitted to the wireless power receiving module side using the inductive coupling method based on the electromagnetic induction phenomenon through the wireless power signal transmitted from the wireless power transmitting module, thereby charging the battery built in the portable terminal.
이때, 상기 무선전력 신호는 무선전력 송신모듈과 무선전력 수신모듈에 각각 구비되는 안테나를 통해 송,수신된다. 이러한 안테나는 회로기판의 일면에 소정의 패턴이 형성될 수도 있고 도전성 재료로 이루어진 선재가 복수 회 권선된 평판형 코일 형태일 수도 있다. At this time, the wireless power signal is transmitted and received through an antenna provided in the wireless power transmission module and the wireless power reception module, respectively. The antenna may be formed in a predetermined pattern on one side of the circuit board or may be in the form of a flat plate coil in which a wire made of a conductive material is wound a plurality of times.
한편, 상기 무선전력 수신모듈은 제한된 크기를 갖는 휴대단말기에 내장되므로 무선전력 수신모듈에 포함된 수신용 안테나 역시 사이즈가 제한된다. 이에 따라, 상기 수신용 안테나와 서로 매칭되는 무선전력 송신모듈의 송신용 안테나 역시 그 사이즈(특히, 면적)가 제한될 수밖에 없다. 따라서, 무선 충전 효율을 높이기 위해서는 정해진 사이즈에서 요구되는 인덕턴스를 만족하면서도 저항을 낮춰야 할 필요가 있다.Meanwhile, since the wireless power receiving module is embedded in a portable terminal having a limited size, the receiving antenna included in the wireless power receiving module is also limited in size. Accordingly, the transmission antenna of the wireless power transmission module matched with the reception antenna also has to be limited in size (particularly, area). Therefore, in order to increase the wireless charging efficiency, it is necessary to lower the resistance while satisfying the required inductance at a predetermined size.
일례로, 상기 안테나가 평판형 코일로 이루어진 경우 굵은 선경의 코일을 사용하게 되면 얇은 선경의 코일에 비하여 상대적으로 단면적이 증가함으로써 동일한 길이를 사용하더라도 전체적인 저항을 낮출 수 있다. 그러나 전체적인 평판형 코일의 사이즈가 제한된 경우 코일의 선경이 증가하게 되면 권선되는 코일의 턴수는 줄어들 수밖에 없으며, 이로 인해 권선된 코일의 전체길이 역시 줄어들 수밖에 없다.For example, when the antenna is formed of a flat coil, the cross-sectional area is relatively increased as compared with a coil having a thin wire diameter, so that the overall resistance can be lowered even if the same length is used. However, when the overall size of the flat coil is limited, the number of turns of the coil to be wound must be reduced if the coil diameter is increased, and the overall length of the coil to be wound must also be reduced.
이는 결국, 저항은 낮출 수 있으나 무선 충전시 필요한 인덕턴스를 만족하지 못하는 문제점이 있다.As a result, the resistance can be lowered, but the inductance required for wireless charging can not be satisfied.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 안테나유닛이 평판형 코일로 이루어지는 경우 제한된 사이즈 내에서 무선 충전시 필요한 조건을 만족하면서도 충전효율을 높일 수 있는 무선전력 전송용 안테나유닛 및 이를 포함하는 무선전력 송신모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an antenna unit for wireless power transmission that can increase charging efficiency while satisfying conditions required for wireless charging within a limited size when the antenna unit is formed of a flat- The present invention is directed to a wireless power transmission module.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 일정길이를 갖는 도전성부재가 권선된 평판형 코일이 적어도 3층 이상의 다층으로 구성되는 것으로서, 양 단부측에 한 쌍의 제1리드부 및 제2리드부를 갖는 하나의 도전성부재가 복수 회 권선되어 2층의 평판형 코일로 형성되는 제1코일유닛; 및 양 단부측에 한 쌍의 제3리드부 및 제4리드부를 갖는 하나의 도전성부재가 복수 회 권선되어 1층 이상의 평판형 코일로 형성되는 제2코일유닛;을 포함하고, 상기 제1코일유닛은 일면이 상기 제2코일유닛의 일면과 면접하도록 상기 제2코일유닛에 적층되고 상기 제2리드부는 상기 제3리드부와 직접 연결되는 무선전력 전송용 안테나유닛을 제공한다.In order to solve the above-described problems, the present invention is characterized in that a flat-plate type coil in which a conductive member having a predetermined length is wound is composed of at least three layers or more, and a pair of first and second lead portions A first coil unit having one conductive member wound with a plurality of turns and formed of a two-layered plate-like coil; And a second coil unit which is formed by one or more flat plate type coils by winding a plurality of times of one conductive member having a pair of third lead portions and fourth lead portions on both end sides, Wherein the first coil unit and the second coil unit are stacked on the first coil unit and the second coil unit so that one surface thereof is in contact with one surface of the second coil unit and the second lead unit is directly connected to the third lead unit.
또한, 상기 제2코일유닛은 단층의 평판형 코일로 형성될 수 있다.Also, the second coil unit may be formed of a single-layer flat coil.
또한, 상기 제2리드부는 상기 제1코일유닛 중 상기 제2코일유닛과 면접하는 평판형 코일의 측부로부터 외측으로 일정길이 연장되는 리드부이고, 상기 제3리드부는 상기 제2코일유닛의 몸체 측부로부터 외측으로 일정길이 연장되는 리드부이며, 상기 제4리드부는 상기 제2코일유닛의 몸체 중앙부로부터 상기 제1코일유닛과 면접되지 않는 제2코일유닛의 일면을 가로지르도록 연장되는 리드부일 수 있다.The second lead portion may be a lead portion extending a predetermined length outward from a side portion of the flat coil wound on the second coil unit of the first coil unit, And the fourth lead portion may be a lead portion extending from a central portion of the body of the second coil unit so as to cross one surface of the second coil unit that is not in contact with the first coil unit .
또한, 상기 제2코일유닛은 하나의 도전성부재가 복수 회 권선된 2층의 평판형 코일로 형성될 수 있다.In addition, the second coil unit may be formed of a two-layered plate-type coil in which one conductive member is wound a plurality of times.
또한, 상기 무선전력 전송용 안테나유닛은, 상기 제1코일유닛이 상기 제2코일유닛의 일면에 적층된 4층의 평판형 코일로 형성되고, 상기 제2리드부 및 제3리드부는 상기 4층의 평판형 코일 중 서로 면접하는 두 개의 평판형 코일의 측부로부터 각각 외측으로 일정길이 연장되는 리드부일 수 있다.The antenna unit for wireless power transmission may be configured such that the first coil unit is formed of a flat coil of four layers laminated on one surface of the second coil unit and the second and third lead parts are formed on the four layers A plurality of plate-shaped coils of the plate-type coil, and a plurality of plate-shaped coils.
또한, 상기 제1코일유닛과 제2코일유닛의 접촉면 상에는 접착층이 배치될 수 있으며, 상기 접착층은 비전도성 성분을 포함할 수 있다.In addition, an adhesive layer may be disposed on the contact surface of the first coil unit and the second coil unit, and the adhesive layer may include a nonconductive component.
한편, 본 발명은 일정길이를 갖는 도전성부재가 권선된 평판형 코일이 적어도 3층 이상의 다층으로 구성되고 무선전력을 송출하는 무선전력 전송용 안테나유닛; 및 상기 무선전력 전송용 안테나유닛의 일면에 배치되는 차폐유닛;을 포함하고, 상기 무선전력 전송용 안테나유닛은, 양 단부측에 한 쌍의 제1리드부 및 제2리드부를 갖는 하나의 도전성부재가 복수 회 권선되어 2층의 평판형 코일로 형성되는 제1코일유닛; 및 양 단부측에 한 쌍의 제3리드부 및 제4리드부를 갖는 하나의 도전성부재가 복수 회 권선되어 1층 이상의 평판형 코일로 형성되는 제2코일유닛;을 포함하고, 상기 제1코일유닛은 일면이 상기 제2코일유닛의 일면과 면접하도록 상기 제2코일유닛에 적층되고 상기 제2리드부는 상기 제3리드부와 직접 연결되는 무선전력 송신모듈을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an antenna unit for wireless power transmission, wherein a flat plate coil in which a conductive member having a predetermined length is wound is constituted by at least three layers or more and transmits radio power; And a shielding unit disposed on one surface of the antenna unit for wireless power transmission, wherein the antenna unit for wireless power transmission has one conductive member having a pair of first lead portions and second lead portions on both end sides, A first coil unit formed by a plurality of turns of a planar coil; And a second coil unit which is formed by one or more flat plate type coils by winding a plurality of times of one conductive member having a pair of third lead portions and fourth lead portions on both end sides, The first coil unit and the second coil unit are stacked on the first coil unit and the second coil unit so that one surface thereof is in contact with one surface of the second coil unit and the second lead unit is directly connected to the third lead unit.
또한, 상기 차폐유닛은 일면에 일정깊이 인입형성되는 수용홈을 포함하고, 상기 제4리드부의 일부 또는 전체길이가 상기 수용홈에 삽입배치될 수 있다.In addition, the shielding unit may include a receiving groove formed in a certain depth on one surface thereof, and a part or an entire length of the fourth lead portion may be inserted into the receiving groove.
또한, 상기 차폐유닛은 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 리본시트, 페라이트 시트 및 폴리머 시트 중 어느 하나일 수 있으며, 상기 페라이트 시트는 Mn-Zn 페라이트 및 Ni-Zn 페라이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The shielding unit may be any one of a ribbon sheet, a ferrite sheet and a polymer sheet including at least one of an amorphous alloy and a nanocrystalline alloy. The ferrite sheet may be one of Mn-Zn ferrite and Ni- Or more species.
본 발명에 의하면, 무선전력 전송용 안테나로서 3층 이상의 평판형 코일을 사용함으로써 제한된 사이즈 내에서도 무선 충전시 필요한 인덕턴스를 충족하면서도 전체적인 저항을 감소시켜 충전효율을 높일 수 있다.According to the present invention, it is possible to increase the charging efficiency by reducing the overall resistance while satisfying the inductance required for wireless charging even within a limited size by using a flat coil of three or more layers as the antenna for wireless power transmission.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 송신모듈을 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 단면도,
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송용 안테나유닛을 나타낸 도면,
도 4는 도 3에서 제1코일유닛과 제2코일유닛이 분리된 상태를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 전송용 안테나 유닛을 나타낸 도면,
도 6는 도 5에서 제1코일유닛과 제2코일유닛이 분리된 상태를 나타낸 도면,
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 송신모듈에서 무선전력 전송용 안테나유닛이 3개로 구비되는 경우를 나타낸 도면,
도 8은 도 7의 단면도, 그리고,
도 9은 본 발명에 따른 무선전력 송신모듈에 적용되는 차폐유닛이 다층으로 이루어진 경우를 나타낸 세부단면도이다.1 is a block diagram of a wireless power transmission module according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a sectional view of Fig. 1,
3 illustrates an antenna unit for wireless power transmission according to an embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a view illustrating a state in which the first coil unit and the second coil unit are separated from each other in FIG. 3;
5 is a view illustrating an antenna unit for wireless power transmission according to another embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a view illustrating a state in which the first coil unit and the second coil unit are separated in FIG. 5;
FIG. 7 is a diagram illustrating a case where three antenna units for wireless power transmission are provided in a wireless power transmission module according to an embodiment of the present invention;
Fig. 8 is a cross-sectional view of Fig. 7,
FIG. 9 is a detailed cross-sectional view illustrating a case where a shielding unit applied to a wireless power transmission module according to the present invention is composed of multiple layers.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 송신모듈(100,200)은 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이 무선전력 전송용 안테나유닛(110,210) 및 차폐유닛(120)을 포함한다.The wireless
상기 무선전력 전송용 안테나유닛(110,210)은 차폐유닛(120)의 일면에 적어도 하나 이상 배치될 수 있으며, 일정길이를 갖는 도전성부재가 복수 회 권선되는 평판형 코일로 구비될 수 있으며, 상기 차폐유닛(120)의 일면에 접착층(124)을 매개로 고정될 수 있다. The wireless power
본 발명에서, 상기 도전성부재는 구리와 같은 도전성을 갖는 금속재질로 이루어질 수 있으며, 소정의 선경을 갖는 한 가닥으로 이루어질 수도 있고 복수 개의 가닥이 길이방향을 따라 꼬인 형태일 수도 있다.In the present invention, the conductive member may be made of a conductive metal such as copper, and may be formed of a single strand having a predetermined wire diameter, or a plurality of strands may be twisted along the longitudinal direction.
이와 같은 무선전력 전송용 안테나유닛(110,210)은 무선 전력 신호를 전자기기 측으로 송출함으로써 전자기 유도 현상에 기초한 유도 결합 방식 또는 자기 공진 방식을 이용하여 상기 전자기기의 배터리를 무선 방식으로 충전하는 송신 코일(Tx coil)의 역할을 수행할 수 있다.The
이때, 본 발명에 따른 무선전력 전송용 안테나유닛(110,210)은 상기 도전성부재가 시계방향 또는 반시계 방향으로 권선되어 원형, 타원형, 나선형 또는 사각형상과 같은 다각형상의 평판형 코일이 3층이상 적층된 형태로 구비될 수 있다.At this time, the
이를 위해, 상기 무선전력 전송용 안테나유닛(110,210)은 제1코일유닛(111)과, 상기 제1코일유닛(111)의 일면과 면접하도록 적층되고 상기 제1코일유닛(111)과 서로 직렬연결되는 제2코일유닛(112,212)을 포함할 수 있다.The
이때, 상기 제1코일유닛(111) 및 제2코일유닛(112,212)은 하나의 도전성부재가 복수 회 권선된 형태일 수 있다.Here, the
즉, 상기 제1코일유닛(111)은 하나의 도전성부재가 복수 회 권선되어 2층의 평판형 코일로 형성될 수 있고, 양단부 측이 하층을 구성하는 평판형 코일과 상층을 구성하는 평판형 코일의 몸체 측부로부터 제1리드부(111a) 및 제2리드부(111b)가 각각 소정의 길이 연장될 수 있다.That is, the
여기서, 상기 제1코일유닛(111)의 제2리드부(111b)는 상층을 구성하는 평판형 코일과 하층을 구성하는 평판형 코일 중 상기 제2코일유닛(112,212)과 일면이 면접되는 평판형 코일의 몸체로부터 외측으로 인출되는 리드부일 수 있다.Here, the
또한, 상기 제2코일유닛(112,212) 역시 양 단부측에 제3리드부(112a) 및 제4리드부(112b)를 갖는 하나의 도전성부재가 복수 회 권선된 평판형 코일로 형성될 수 있다.Also, the
이때, 상기 제2코일유닛(112,212)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 단층의 평판형 코일로 형성될 수도 있고, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이 제1코일유닛(111)과 마찬가지로 2층의 평판형 코일로 형성될 수도 있다.1 to 4, the
여기서, 상기 제2코일유닛(112)이 단층의 평판형 코일로 형성되는 경우 상기 제3리드부(112a)는 평판형 코일의 몸체 측부로부터 외측으로 일정길이 연장될 수 있으며, 상기 제4리드부(112b)는 평판형 코일 몸체의 중앙부로부터 상기 평판형 코일 몸체의 일면을 가로지르도록 연장될 수 있다.Here, when the
또한, 상기 제2코일유닛(212)이 2층의 평판형 코일로 형성되는 경우에는 상기 제1코일유닛(111)과 마찬가지로 양단부 측이 하층을 구성하는 평판형 코일과 상층을 구성하는 평판형 코일의 몸체 측부로부터 제3리드부(112a) 및 제4리드부(112b)가 각각 소정의 길이 연장될 수 있다.In the case where the
이에 따라, 상기 제1코일유닛(111)의 일면에 상기 제2코일유닛(112,212)을 적층한 후 상기 제1코일유닛(111)의 제2리드부(111b)와 제2코일유닛(112,212)의 제3리드부(112a)를 서로 연결하게 되면 본 발명에 따른 무선전력 전송용 안테나유닛(110,210)은 평판형 코일이 3층 또는 4층으로 적층된 형태로 구현될 수 있다.The
여기서, 상기 제1코일유닛(111) 및 제2코일유닛(112,212)의 접촉면 상에는 비전도성 성분을 포함하는 접착층(113)이 배치됨으로써 상기 제1코일유닛(111) 및 제2코일유닛(112,212)을 일체화시킬 수 있다.The
이때, 상기 제1코일유닛(111)과 제2코일유닛(112,212)은 상기 제1리드부 및 제2리드부 중 선택된 어느 하나와 상기 제3리드부 및 제4리드부 중 선택된 어느 하나가 서로 연결되는 형태일 수 있다.At this time, the
바람직하게는, 상기 제1코일유닛(111)의 제2리드부(111b)와 제2코일유닛(112,212)의 제3리드부(112a)가 서로 연결될 수 있으며, 상기 제2리드부(111b) 및 제3리드부(112a)는 납땜이나 용접을 통하여 서로 연결될 수 있다.The
이는, 상기 제1코일유닛(111)의 일면에 단층의 평판형 코일로 형성된 제2코일유닛(112)을 적층하는 경우 제1코일유닛(111)의 일면과 제2코일유닛(112)의 일면이 완전히 밀착될 수 있도록 하기 위함이다.This is because when the
다시 말하면, 상기 제2코일유닛(112)이 단층의 평판형 코일로 형성되는 경우 상기 제2코일유닛(112)을 구성하는 평판형 코일의 몸체 중앙부로부터 외측으로 연장되는 제4리드부(112b)가 배치되는 면의 반대면이 상기 제1코일유닛(111)의 일면과 면접될 수 있다. 이를 통해, 상기 제1코일유닛(111) 및 제2코일유닛(112)의 접촉면적을 넓혀줌으로써 접착층(113)에 의한 고정력을 높여줄 수 있다.In other words, when the
더불어, 상기 제1코일유닛(111)의 일면에 2층의 평판형 코일로 형성된 제2코일유닛(212)을 적층하는 경우에도 서로 인접한 평판형 코일로부터 연장되는 리드부가 서로 연결됨으로써 작업성을 높이고 서로 연결되는 리드부의 길이를 최소화할 수 있기 때문이다.In addition, even when the
이에 따라, 상기 제2리드부(111b) 및 제3리드부(112a)는 상기 제1코일유닛(111)과 제2코일유닛(112,212)을 서로 전기적으로 연결하는 연결부의 역할을 수행할 수 있으며, 상기 제1코일유닛(111)의 제1리드부(111a)와 상기 제2코일유닛(112,212)의 제4리드부(112b)는 외부로부터 공급되는 전원의 입,출력 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 제1리드부(111a) 및 제4리드부(112b)의 단부 측에는 외부기기(일례로, 회로기판)와의 전기적인 연결을 위한 단자부가 별도로 형성될 수도 있다.Accordingly, the
이와 같이, 본 발명에 따른 무선전력 전송용 안테나유닛(110,210)은 2층의 평판형 코일로 형성된 제1코일유닛(111)과 단층 또는 2층의 평판형 코일로 형성된 제2코일유닛(112,212)을 일방향으로 적층시킨 후 제1코일유닛(111) 및 제2코일유닛(112,212)을 서로 직렬 연결하는 방식을 통해 방사체의 역할을 수행하는 무선전력 전송용 안테나를 3층 이상의 평판형 코일로 구현함으로써 단층 또는 2층의 평판형 코일로 형성되던 종래에 비하여 평판형 코일의 사이즈(또는 권선 면적)을 증가시키지 않으면서도 평판형 코일을 구성하는 도전성부재가 더 굵은 선경을 가질 수 있다.As described above, the
이에 따라, 사용되는 도전성부재의 단면적이 종래에 비하여 상대적으로 증가함으로써 내부저항이 감소하여 무선 충전시 상기 무선전력 전송용 안테나유닛(110,210)에서 발생되는 열을 감소시킬 수 있으며, 저항의 감소에 따른 전력의 증가를 통해 충전시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 전체적인 충전 효율을 높일 수 있게 된다. As a result, the cross-sectional area of the conductive member used increases relative to the conventional one, thereby reducing the internal resistance, thereby reducing heat generated in the
더불어, 본 발명에 따른 무선전력 전송용 안테나유닛(110,210)은 3층 이상의 평판형 코일로 형성됨으로써 사용되는 도전성부재의 선경이 증가되더라도 동일층에 감겨지는 도전성부재의 줄어든 길이가 증가된 적층수에 의해 보상될 수 있다. 이를 통해, 무선전력 전송용 안테나유닛(110,210)을 구성하는 도전성부재의 전체길이가 종래와 동일한 길이를 갖거나 더 긴 길이를 사용할 수 있게 되므로 요구되는 인덕턴스를 만족하면서도 설계조건에 맞게 다양하게 구현할 수 있다.In addition, since the
한편, 도면과 설명에는 본 발명에 따른 무선전력 전송용 안테나유닛(110,210)이 3층 또는 4층의 평판형 코일로 구현되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정하는 것은 아니며 적어도 하나의 제1코일유닛(111) 및 제2코일유닛(112,212)을 적절하게 사용하고 상술한 적층 및 연결방식을 적용하여 5층 이상의 평판형 코일로 구현할 수도 있음을 밝혀둔다.In the drawings and the description, the
상기 차폐유닛(120)은 일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지며, 상기 무선전력 전송용 안테나유닛(110,210)의 일면에 배치될 수 있다.The
이와 같은 차폐유닛(120)은 상기 무선전력 전송용 안테나유닛(110,210)에서 발생되는 자기장을 차폐하여 자기장의 집속도를 높여줌으로써 소정의 주파수 대역에서 작동하는 상기 무선전력 전송용 안테나유닛(110,210)의 성능을 높여줄 수 있다.The
즉, 상기 차폐유닛(120)은 100~350kHz의 주파수 대역에서 자기 유도 방식에 의한 무선 충전시, 또는 6.78MHz의 주파수에서 자기 공진 방식에 의한 무선 충전시 해당 주파수 대역에서 작동하는 상기 무선전력 전송용 안테나유닛(110,210)의 성능을 높여주기 위한 것이다.That is, the
이를 위해, 상기 차폐유닛(120)은 자기장을 차폐할 수 있도록 자성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다.For this, the
이때, 상기 차폐유닛(120)는 상기 무선전력 전송용 안테나유닛(110,210)이 저주파 대역인 100~350kHz의 주파수 대역에서 작동하는 경우 300~3500 범위의 투자율을 가질 수 있고, 상기 무선전력 전송용 안테나유닛(110,210)이 6.78MHz의 주파수에서 작동하는 경우 100~350 범위의 투자율을 가질 수 있다.In this case, the
일례로, 상기 차폐유닛(120)은 저주파 대역인 100~350kHz에서 2000~3500 범위의 투자율을 갖는 Mn-Zn 페라이트 시트, 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 1종 이상을 포함하는 리본시트, 폴리머 시트 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 차폐유닛(120)은 저주파 대역인 100~350kHz에서 300~1500 범위의 투자율을 갖는 Ni-Zn 페라이트 시트, 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 리본시트, 폴리머 시트 등이 사용될 수 있다. 더불어, 상기 차폐유닛(120)은 6.78MHz에서 100~350 범위의 투자율을 갖는 Ni-Zn 페라이트 시트, 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 리본시트, 폴리머 시트 등이 사용될 수 있다.For example, the
여기서, 상기 비정질 합금 또는 나노결정립 합금은 Fe계 또는 Co계 자성 합금이 사용될 수 있고, 상기 비정질 합금 및 나노결정립 합금은 3원소 합금 또는 5원소 합금을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 3원소 합금은 Fe, Si 및 B를 포함하며, 상기 5원소 합금은 Fe, Si, B, Cu 및 Nb를 포함할 수 있다.Here, the amorphous alloy or the nano-crystal alloy may be a Fe-based or a Co-based magnetic alloy, and the amorphous alloy and the nano-crystal alloy may include a three-element alloy or a five-element alloy. For example, the three-element alloy may include Fe, Si, and B, and the five-element alloy may include Fe, Si, B, Cu, and Nb.
또한, 상기 차폐유닛(120')은 도 9에 도시된 바와 같이 복수 개의 시트(121a)가 접착층(121b)을 매개로 다층으로 적층된 형태일 수 있으며, 상기 복수 개의 시트는 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 리본시트일 수 있다.9, the shielding unit 120 'may include a plurality of
더불어, 상기 차폐유닛(120,120')은 와전류의 발생을 억제할 수 있도록 복수 개의 미세 조각으로 분리 형성될 수 있고, 복수 개의 미세 조각들은 서로 이웃하는 미세 조각들 간에 전체적으로 절연되거나 부분적으로 절연되도록 구비될 수 있으며, 각각의 조각들은 비정형으로 랜덤하게 이루어질 수 있다.In addition, the shielding
한편, 상기 차폐유닛(120,120')이 미세조각으로 분리형성된 복수 개의 시트(121a)가 접착층(121b)을 매개로 다층으로 적층되는 경우 상기 접착층(121b)은 비전도성 성분을 포함할 수 있다.The
이때, 상기 접착층(121b)은 서로 적층되는 한 쌍의 시트 사이에 스며들어 각각의 시트를 구성하는 복수 개의 미세 조각을 서로 절연하는 역할을 수행할 수도 있다. 여기서, 상기 접착층(121b)은 접착제로 구비될 수도 있으며 필름 형태의 기재의 일면 또는 양면에 접착제가 도포된 형태로 구비될 수도 있다.At this time, the
더불어, 상기 차폐유닛(120,120')은 상부면과 하부면 중 적어도 일면에 보호필름(123)이 배치될 수 있다.In addition, the
여기서, 상술한 차폐유닛(120)의 투자율 및 자성체의 종류를 위에 언급한 투자율 및 자성체로 한정하는 것은 아니며 설계조건에 따라 적절한 투자율을 가지는 자성체가 사용될 수 있음을 밝혀둔다.Here, it is to be noted that the magnetic permeability and the kind of the magnetic material of the
한편, 본 발명에 따른 무선전력 전송용 안테나유닛(110)이 홀수 층의 평판형 코일, 일례로 3층의 평판형 코일로 형성되는 경우 상기 차폐유닛(120)에는 수용부가 형성될 수 있다.Meanwhile, when the
여기서, 상기 수용부는 상기 차폐유닛(120)의 일면으로부터 일정깊이 함몰형성되는 수용홈(122)일 수도 있고(도 1 참조), 상기 차폐유닛(120)의 일측 테두리로부터 내측으로 일정길이 절개형성되는 절개부(미도시)일 수도 있다.Here, the receiving portion may be a receiving groove 122 (see FIG. 1) formed to be recessed from a surface of the shielding unit 120 (see FIG. 1), and a predetermined lengthwise incision is formed inward from one side edge of the shielding unit 120 (Not shown).
이와 같은 수용부는 상기 제2코일유닛(112)의 제4리드부(112b)가 평판형 코일의 중앙부로부터 연장되어 상기 평판형 코일의 몸체를 가로지르도록 배치되는 경우 상기 제4리드부(112b)가 삽입배치될 수 있다. 이를 통해, 상기 차폐유닛(120)의 일면에 무선전력 전송용 안테나유닛(110)을 부착하는 경우 상기 제4리드부(112b)의 두께를 수용함으로써 상기 안테나유닛(110,210)의 일면이 접착층(113,124)을 매개로 상기 차폐유닛(120)의 일면에 완전히 면접될 수 있다. 이로 인해, 상기 제4리드부(112b)의 두께에 의한 두께증가를 방지함으로써 무선전력 송신모듈(100,200)의 전체두께를 더욱 줄일 수 있다.When the
상술한 본 발명의 일실시예에 따른 무선전력 전송용 안테나유닛(110,210) 및 이를 포함하는 무선전력 송신모듈(100,200)은 Qi 방식이나 PMA 방식의 자기유도 방식을 이용한 무선충전에 적용될 수도 있고 A4WP와 같은 자기공진형 방식을 이용한 무선충전에 적용될 수도 있음을 밝혀둔다.The wireless power
더불어, 본 발명에 따른 무선전력 전송용 안테나유닛(110,210)은 무선전력을 수신하기 위한 수신 코일(Rx coil)로 사용될 수도 있다. 즉, 상술한 무선전력 전송용 안테나유닛(110,210)이 전자기 유도 현상에 기초한 유도 결합 방식 또는 자기 공진 방식을 이용하여 무선 전력을 수신하는 수신 코일(Rx coil)로 사용되는 경우 상기 수신 코일의 일면에 배치되는 차폐시트를 포함하는 무선전력 수신모듈로 구현될 수도 있으며, 상기 무선전력 수신모듈에 포함되는 차폐시트 역시 상술한 차폐시트가 사용될 수 있음을 밝혀둔다.In addition, the
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
100,200 : 무선전력 송신모듈
110,210 : 무선전력 전송용 안테나유닛
111 : 제1코일유닛
111a : 제1리드부
111b : 제2리드부
112,212 : 제2코일유닛
112a : 제3리드부
112b : 제4리드부
113 : 접착층
120,120' : 차폐유닛
121a : 리본시트
121b : 접착층
122 : 수용홈
123 : 보호필름
124 : 접착층100,200: Wireless power transmission module
110, 210: Antenna unit for wireless power transmission
111:
111b: second
112a: third
113:
121a:
122: receiving groove 123: protective film
124: Adhesive layer
Claims (17)
양 단부측에 한 쌍의 제1리드부 및 제2리드부를 갖는 하나의 도전성부재가 복수 회 권선되어 2층의 평판형 코일로 형성되는 적어도 하나의 제1코일유닛; 및
양 단부측에 한 쌍의 제3리드부 및 제4리드부를 갖는 하나의 도전성부재가 복수 회 권선되어 1층 이상의 평판형 코일로 형성되는 적어도 하나의 제2코일유닛;을 포함하고,
상기 제1코일유닛은 일면이 상기 제2코일유닛의 일면과 면접하도록 상기 제2코일유닛에 적층되고 상기 제2리드부는 상기 제3리드부와 직접 연결되는 무선전력 전송용 안테나유닛.A radio-frequency power transmission antenna unit in which a flat plate-like coil having a predetermined length of a conductive member is formed of at least three or more layers,
At least one first coil unit having a plurality of turns of a conductive member having a pair of first lead portions and second lead portions on both end sides and being formed of a two-layered plate coil; And
And at least one second coil unit formed by one or more plate-like coils by winding a plurality of times of one conductive member having a pair of third lead portions and fourth lead portions on both end sides,
Wherein the first coil unit is laminated on the second coil unit so that one surface thereof is in contact with one surface of the second coil unit and the second lid part is directly connected to the third lid part.
상기 제2코일유닛은 단층의 평판형 코일로 형성되는 무선전력 전송용 안테나유닛.The method according to claim 1,
And the second coil unit is formed of a single-layer flat coil.
상기 제2리드부는 상기 제1코일유닛 중 상기 제2코일유닛과 면접하는 평판형 코일의 측부로부터 외측으로 일정길이 연장되는 리드부고,
상기 제3리드부는 상기 제2코일유닛의 몸체 측부로부터 외측으로 일정길이 연장되는 리드부며,
상기 제4리드부는 상기 제2코일유닛의 몸체 중앙부로부터 상기 제1코일유닛과 면접되지 않는 제2코일유닛의 일면을 가로지르도록 연장되는 리드부인 무선전력 전송용 안테나유닛.3. The method of claim 2,
Wherein the second lead portion includes a lead portion extending outwardly from a side portion of a flat-type coil of the first coil unit which is in contact with the second coil unit,
Wherein the third lead portion is a lead portion extending a predetermined length outward from a body side portion of the second coil unit,
And the fourth lead portion is a lead portion extending from one side of the second coil unit, which is not in contact with the first coil unit, from the center of the body of the second coil unit so as to traverse one side of the second coil unit.
상기 제2코일유닛은 하나의 도전성부재가 복수 회 권선된 2층의 평판형 코일로 형성되는 무선전력 전송용 안테나유닛.The method according to claim 1,
Wherein the second coil unit is formed of a two-layered plate-like coil in which one conductive member is wound a plurality of times.
상기 무선전력 전송용 안테나유닛은,
상기 제1코일유닛이 상기 제2코일유닛의 일면에 적층된 4층의 평판형 코일로 형성되고,
상기 제2리드부 및 제3리드부는 상기 4층의 평판형 코일 중 서로 면접하는 두 개의 평판형 코일의 측부로부터 각각 외측으로 일정길이 연장되는 리드부인 무선전력 전송용 안테나유닛.5. The method of claim 4,
Wherein the antenna unit for wireless power transmission comprises:
The first coil unit is formed of a four-layered plate-like coil laminated on one surface of the second coil unit,
Wherein the second lead portion and the third lead portion are lead portions each extending outwardly from the side portions of two planar coils which are in contact with each other among the four planar coil portions.
상기 제1코일유닛과 제2코일유닛의 접촉면 상에는 접착층이 배치되는 무선전력 전송용 안테나유닛.The method according to claim 1,
And an adhesive layer is disposed on a contact surface of the first coil unit and the second coil unit.
상기 접착층은 비전도성 성분을 포함하는 무선전력 전송용 안테나유닛.The method according to claim 6,
Wherein the adhesive layer comprises a nonconductive component.
상기 무선전력 전송용 안테나유닛의 일면에 배치되는 차폐유닛;을 포함하고,
상기 무선전력 전송용 안테나유닛은,
양 단부측에 한 쌍의 제1리드부 및 제2리드부를 갖는 하나의 도전성부재가 복수 회 권선되어 2층의 평판형 코일로 형성되는 적어도 하나의 제1코일유닛; 및
양 단부측에 한 쌍의 제3리드부 및 제4리드부를 갖는 하나의 도전성부재가 복수 회 권선되어 1층 이상의 평판형 코일로 형성되는 적어도 하나의 제2코일유닛;을 포함하고,
상기 제1코일유닛은 일면이 상기 제2코일유닛의 일면과 면접하도록 상기 제2코일유닛에 적층되고 상기 제2리드부는 상기 제3리드부와 직접 연결되는 무선전력 송신모듈.An antenna unit for wireless power transmission in which a flat plate type coil in which a conductive member having a predetermined length is wound is constituted by at least three or more layers and transmits radio power; And
And a shielding unit disposed on one surface of the antenna unit for wireless power transmission,
Wherein the antenna unit for wireless power transmission comprises:
At least one first coil unit having a plurality of turns of a conductive member having a pair of first lead portions and second lead portions on both end sides and being formed of a two-layered plate coil; And
And at least one second coil unit formed by one or more plate-like coils by winding a plurality of times of one conductive member having a pair of third lead portions and fourth lead portions on both end sides,
Wherein the first coil unit is laminated to the second coil unit such that one surface thereof is in contact with one surface of the second coil unit, and the second lid part is directly connected to the third lid part.
상기 제2코일유닛은 단층의 평판형 코일로 형성되는 무선전력 송신모듈.9. The method of claim 8,
Wherein the second coil unit is formed of a single-layer flat coil.
상기 제2리드부는 상기 제1코일유닛 중 상기 제2코일유닛과 면접하는 평판형 코일의 측부로부터 외측으로 일정길이 연장되는 리드부고,
상기 제3리드부는 상기 제2코일유닛의 몸체 측부로부터 외측으로 일정길이 연장되는 리드부며,
상기 제4리드부는 상기 제2코일유닛의 몸체 중앙부로부터 상기 제1코일유닛과 면접되지 않는 제2코일유닛의 일면을 가로지르도록 연장되는 리드부인 무선전력 송신모듈.10. The method of claim 9,
Wherein the second lead portion includes a lead portion extending outwardly from a side portion of a flat-type coil of the first coil unit which is in contact with the second coil unit,
Wherein the third lead portion is a lead portion extending a predetermined length outward from a body side portion of the second coil unit,
Wherein the fourth lead portion is a lead portion extending from one side of the second coil unit that is not in contact with the first coil unit from the body center portion of the second coil unit so as to traverse one side of the second coil unit.
상기 차폐유닛은 일면에 일정깊이 인입형성되는 수용홈을 포함하고,
상기 제4리드부의 일부 또는 전체길이가 상기 수용홈에 삽입배치되는 무선전력 송신모듈.11. The method of claim 10,
Wherein the shielding unit includes a receiving recess formed at a predetermined depth on one surface thereof,
And a part or an entire length of the fourth lead portion is inserted and disposed in the receiving groove.
상기 제2코일유닛은 하나의 도전성부재가 복수 회 권선된 2층의 평판형 코일로 형성되는 무선전력 송신모듈.9. The method of claim 8,
Wherein the second coil unit is formed of a two-layered plate-shaped coil in which one conductive member is wound a plurality of times.
상기 무선전력 전송용 안테나유닛은,
상기 제1코일유닛이 상기 제2코일유닛의 일면에 적층된 4층의 평판형 코일로 형성되고,
상기 제2리드부 및 제3리드부는 상기 4층의 평판형 코일 중 서로 면접하는 두 개의 평판형 코일의 측부로부터 각각 외측으로 일정길이 연장되는 리드부인 무선전력 송신모듈.13. The method of claim 12,
Wherein the antenna unit for wireless power transmission comprises:
The first coil unit is formed of a four-layered plate-like coil laminated on one surface of the second coil unit,
Wherein the second lead portion and the third lead portion are lead portions each extending outward from the side portions of the two flat plate type coils facing each other among the four flat plate type coils.
상기 제1코일유닛과 제2코일유닛의 접촉면 상에는 접착층이 배치되는 무선전력 송신모듈.9. The method of claim 8,
And an adhesive layer is disposed on a contact surface of the first coil unit and the second coil unit.
상기 접착층은 비전도성 성분을 포함하는 무선전력 송신모듈.15. The method of claim 14,
Wherein the adhesive layer comprises a nonconductive component.
상기 차폐유닛은 비정질 합금 및 나노 결정립 합금 중 적어도 1종 이상을 포함하는 리본시트, 페라이트 시트 및 폴리머 시트 중 어느 하나인 무선전력 송신모듈.9. The method of claim 8,
Wherein the shielding unit is any one of a ribbon sheet, a ferrite sheet and a polymer sheet including at least one of an amorphous alloy and a nanocrystalline alloy.
상기 페라이트 시트는 Mn-Zn 페라이트 및 Ni-Zn 페라이트 중 1종 이상을 포함하는 무선전력 송신모듈.17. The method of claim 16,
Wherein the ferrite sheet comprises at least one of Mn-Zn ferrite and Ni-Zn ferrite.
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